ATMOSFERA involucro gassoso che circonda la Terra solida

ATMOSFERA involucro gassoso che circonda la Terra solida e liquida. Rimane aderente alla superficie terrestre grazie alla forza di gravità. Origine dell’atmosfera Si fa risalire a circa 5 miliardi di anni fa la formazione della Terra Nei primi 500 milioni di anni era presente una densa atmosfera di vapori e gas prodotti dal degasaggio dell’interno del pianeta (formazione delle rocce e vulcanesimo). Probabilmente erano presenti: - Idrogeno (H 2) - Acqua in forma di vapore (H 2 O) - Metano (CH 4) -Diossido di carbonio (CO 2) si forma per reazione di H 2 con CO 2 http: //daac. gsfc. nasa. gov/CAMPAIGN_DOCS/ATM_CHEM/historical_atmosphere. html

Origine dell’atmosfera 2 Prima di 3, 5 miliardi di anni fa l’atmosfera probabilmente formata da: - Diossido di carbonio (CO 2) - Monossido di carbonio (CO) - Acqua (H 2 O) - Azoto (N 2) - Idrogeno (H 2) il metano fu probabilmente scisso dalla radiazione solare http: //daac. gsfc. nasa. gov/CAMPAIGN_DOCS/ATM_CHEM/historical_atmosphere. html

Origine dell’atmosfera 3 L’ ossigeno libero non era presente. Prova di ciò è riscontrabile nelle rocce più antiche dove è possibile trovare elementi quali il Ferro e l’Uranio nei loro stati ridotti. Questi elementi allo stato ridotto non sono più presenti nella forme ridotte in rocce con età inferiore ai 2. 5 -3 miliardi di anni http: //daac. gsfc. nasa. gov/CAMPAIGN_DOCS/ATM_CHEM/historical_atmosphere. html

COMPONENTI VAPOR D’ACQUA AZOTO (78%) OSSIGENO (21%) stato Formazione di nubi e Fissato dai batteri libero, mol. bi-triatomiche precipitazioni. Assorbe azotofissatori nel (O 3, ozono). En. Irradiata dalla Terra e suolo, restituito poi Prodotto da piante. emanata dal sole. all’atmosfera. ALTRO: ANIDRIDE CARBONICA CO, SO 2, H 2 SO 4 , (0, 03%) Prodotta da: vulcani, H 2 S, in zone abitate processi di combustione, e industriali. respirazione… PULVISCOLO utilizzata sempre da vegetali. Minerali portati dal vento, spore, batteri…

L’OZONO è presente nella bassa atmosfera dove si forma durante i temporali per azione delle scariche elettriche sull’ossigeno. 3 O 2 ----- 2 O 3. Esso è presente in quantità notevoli nelle FASCIA DI OZONO fra i 15 e 50 km di altezza. Nell’atmosfera esiste un’ EQUILIBRIO CHIMICO che mantiene invariate le percentuali dei gas concentrati. Oggi esso è minacciato dalle attività umane. L'attuale concentrazione dell'anidride CO 2 carbonica (CO 2) di 358 parti per milione (0. 0358%) è del 30% più alta rispetto a 200 anni fa

PULVISCOLO ATMOSFERICO • Il pulviscolo atmosferico particelle solide organiche o inorganiche (AEROSOL) sospese • Componenti del pulviscolo: • polveri e fibre • residui di combustioni ed emissioni inquinanti, • pollini acari dermatofagi, microrganismi, e altri biocontaminanti (muffe, spore fungine, micotossine, virus, residui di insetti, escrezioni animali e di parassiti etc) • Negli strati più alti: polveri cosmiche e particelle provenienti da eruzionii vulcaniche. Il pulviscolo ha effetti sulla propagazione e l'assorbimento delle radiazioni, sulla visibilità atmosferica, sulla salute. Concentrazioni diverse (g/m 3) nei diversi ambienti: • 0, 05 - 0, 10 in campagna • 0, 10 - 0, 20 in città • 0, 20 - 0, 40 in zone industriali. • Il diametro di ciascuna particella va da 0, 005 - 100 µm (Particulate matter, abbreviato in PM: ad esempio le particelle sospese con dimensioni inferiori a 10 µm vengono indicate come PM 10. )

Zone concentriche (T variabile con l’altitudine) separate da Pause (T costante)

STRUTTURA VERTICALE DELL’ATMOSFERA http: //www. atm. ch. cam. ac. uk/tour/atmosphere. html

OMOSFERA: (TROPO, STRATO, MESOSFERA) TROPOSFERA • Sfera schiacciata ai poli • dai 6 ai 20 km; • progressiva diminuzione della t° con l’altezza (6. 4°C ogni 1000 m); • composizione chimica costante perché le masse d’aria sono tenute sempre in movimento dalle correnti. Nella Troposfera avvengono molti dei fenomeni metereologici. Tropopausa: 2 interruzioni per emisfero: 30° e 60° di latitudine N e S http: //daac. gsfc. nasa. gov/CAMPAIGN_DOCS/ATM_CHEM/troposphere. html

La Stratosfera • DA 20 A 50 KM DI H • gas stratificati secondo il peso specifico, poco vapor acqueo assenza di CO 2; • la t° è bassa ma raggiunge i 20°C sopra lo strato di ozono che assorbe i raggi ultravioletti del Sole. http: //www. atm. ch. cam. ac. uk/tour/atmosphere. html Tra la Stratosfera e lo strato successivo si frappone la “Stratopausa”

FORMAZIONE DELL’OZONO O 2 -----> 2 O O + O 2 -----> O 3 • La lunghezza d'onda della luce responsabile di questa reazione è in questo caso minore o uguale a 240 nm UVC • L’ozonosfera assorbe molti raggi UV (fra 240 e 320 nm) che possono causare tumori alla pelle e danni alla vegetazione e si ritrasforma in ossigeno biatomico (effetto termico) • L’equilibrio fra le reazioni consente di mantenere costante la quantità di ozono • Al livello del suolo l'ozono è un pericolo in quanto rappresenta il principale costituente del cosiddetto smog fotochimico.

DISTRUZIONE OZONO • equilibrio modificato dal cloro, un gas presente in sostanze dette cloroflurocarburi (commercialmente freon). CCl 3 F triclorofluorometano CCl 2 F 2 • Quando un atomo di cloro collide con una molecola di ozono si appropria del terzo atomo di ossigeno per cui si vengono a formare una molecola di O 2 e un radicale di monossido di cloro (Cl. O). • Tale radicale è notevolmente attivo per cui si combina facilmente con atomi di ossigeno liberando ancora il cloro che resta disponibile per ricominciare il ciclo

La Mesosfera • La “Mesosfera” fino a 80 chilometri di altezza. La temperature diminuiscono fino a a valori di circa – 90°C • Le sostanze chimiche presenti sono in uno stato eccitato a causa dell’energia proveniente dal sole. • gas rarefatti • si disintegrano la maggior parte dei meteoriti.

La Termosfera La “Termosfera” o IONOSFERA • gas sono sottoforma di ioni carichi a causa delle radiazioni solari ionizzanti (gamma, X) non si riassociano perché rarefatti; • fino a una altezza di 600 chilometri. • la temperatura torna a crescere e può raggiungere valori superiori a 1500 -2000°C (temperatura cinetica) • zona di riflessione delle onde radio (1901 Marconi) • fenomeni luminosi delle aurore polari a 65°N e 65°S. http: //liftoff. msfc. nasa. gov

La Esosfera La “Esosfera” segue la Termosfera e arriva fino allo spazio aperto 600 -1500 km (atmosfera solare) In questa regione l’idrogeno (H 2) e l’elio (He) sono i componenti principali e sono presenti a densità molto basse. • particelle libere di muoversi e capaci di sfuggire alla forza di gravità • t° tende ad aumentare http: //liftoff. msfc. nasa. gov

MAGNETOSFERA: oltre i 600 km di h La terra si comporta come un dipolo magnetico, ossia come una calamita, le cui linee di forza generano attorno al pianeta un campo magnetico

• Il bordo esterno: 65000 km di h (zona di influenza del campo magnetico terrestre) • la magnetosfera protegge la Terra dalle radiazioni ad alta energia provenienti dal sole • le particelle ionizzate provenienti dal sole (il vento solare ) intrappolate, si accumulano in regioni, disposte lungo l'equatore magnetico, dette fasce di Van Allen • 1957 e 1958 l'Explorer 1 contatore geiger, costruito da Van Allen. L'apparecchio, non misurò alcuna particella. in corrispondenza delle fasce di Van Allen. ( quantità di particelle talmente grande che lo strumento non era in grado di registrarle)

• fascia interna, 3000 km protoni ad alta energia prodotti dagli urti tra i raggi cosmici e gli atomi dell'atmosfera. • particelle di tale • fascia esterna, (25 000 km) protoni ed energia perforano elettroni di energia molto inferiore. Il numero facilmente le delle particelle dipende dall’attività solare e dalla stagione. pareti di satelliti e stazioni spaziali: • tempeste solari: aumento del numero di particelle del vento solare • vengono deviate dal campo magnetico terrestre, si dirigono verso i suoi poli • collisione con gli ioni dell'alta atmosfera, con debole luminescenza del cielo (emissione di onde a lunghezza d’onda visibile)

Le RADIAZIONI SOLARI sono la fonte di En. Per l’atmosfera. Esse raggiungono la Terra sottoforma di: RAD. ELETTROMAGNETICHE di natura ondulatoria Raggi X, luce visibile, raggi ultravioletti e radiazioni infrarosse. VENTO SOLARE di natura corpuscolare. Fermate quasi sempre dal campo magnetico. BILANCIO TERMICO COSTANTE SOLARE =0, 14 W/cm 2 Riferito allo strato esterno dell’atmosfera.

Quantità media di radiazione solare in un giorno La Terra riceve il 51% circa delle radiazioni solari, la quantità comunque varia. La terra riflette una parte delle radiazioni che riceve (4% circa) e che si vanno a sommare con quelle riflesse dalle nubi e dall’atmosfera e ne assorbe il 47% trasformandolo in IR ALBEDO Percentuale di radiazioni riflesse dalla Terra (superficie e atmosfera) =35% circa il 18 % è assorbito dall’atmosfera

Se si considera il sistema SOLETERRAATMOSFERA si può constatare che il Sole scalda la Terra e la terra l’aria (effetto serra).

come la terra scalda l’atmosfera • per contatto il calore terrestre passa a CO 2 e vapore acqueo • parte di questo calore viene utilizzato per l’evaporazione dell’acqua (calore latente di evaporazione) • Q= m*cl • per convezione io calore viene spostato in senso orizzontale e verticale nell’atmosfera